<<

Pa0nhc ARDFRx80-7-17
(3.5 - 3.63 MHz portable amateur radio direction finder).
Een totaal nieuw ontwerp.
20140911 20171129
Update 20171129 : setting min. gain  +  audio gain verminderd. Zie onderdelen lijsten.
De fabrieks PCB is beschikbaar.
Als een link niet werkt, is de betreffende pagina vernieuwd. Remedie : Druk eerst op F5, en probeer daarna opnieuw.

Maak het uzelf makkelijk
Monteer de meer dan 100 componenten in een fraai fabriek printje.

 

 

 

 

Schema
(PDF)
Onderdelen lijsten
met bestel gegevens

UPDATED : 20171129

Details van spoelen
(ferriet antenne)
Onderaanzicht.
(SMD locaties)
Topsilk
voor onderdelen lokaties
Xray
doorzicht van het printje.
Masker (PDF)
voor een zelf te maken printje.
Assemblage
instructies.
Setup
instructies.
Boorplan (PDF)
"landscape" afdrukken =
ware grootte.

 


Eigenschappen:

- Deze 80m peil ontvanger heeft een ingebouwde ferriet antenne en een rubber spriet of een op de bovenzijde geschroefd stukje vierkant aluminium buis als sense antenne. Door een zorgvuldig, doordacht ontwerp is de gevoeligheid zondermeer goed, want de eigen ruis van de ontvanger is duidelijk zwakker dan de atmosferische ruis van de 80m band gedurende de avond uren, en vrij van nevensignalen. Het minimum in het richt diagram is scherp, en nauwkeurig parallel aan het achtervlak van het doosje. Met een rubber spriet van ca. 17 cm lengte is zeer duidelijk de juiste richting naar de zender merkbaar, en worden bovendien zeer zwakke signalen sterker. De sterkte van het sense signaal is door middel van een instel potmeter instelbaar voor een goed peil diagram. De afstemming en de gevoeligheid regeling zijn soepel, stabiel en onafhankelijk van de batterij spanning. De opgenomen stroom is maximaal 20 mA en de verwachte batterij levensduur is meer dan 10 uur. Een LED functioneert als batterij conditie indicator, en dooft zodra de batterij vervangen moet worden.

- Er worden uitsluitend makkelijk en goedkoop verkrijgbare onderdelen toegepast, door u eventueel te bestellen bij conrad.com of box73.de . Bestelgegevens worden in de onderdelenlijst gegeven. De meeste onderdelen hebben draden of pennen. Om plaats besparende en technische redenen zijn echter zes SMD componenten gebruikt : twee SMD trimmers, twee varicaps en twee fets.

- Er worden reeds bewikkelde standaard Neosid spoelen toegepast. U hoeft slechts de ferrietstaaf bewikkelen. Eenvoudig.

- Als behuizing wordt een goedkoop ABS doosje gebruikt. Er moet alleen als afschermende maatregel tegen "handeffect", een velletje ALU folie van 4cm x 15 cm op de bodem worden gelijmd en aan de print geaard..

Het schema.

De batterij stroom varieert, afhankelijk van de gevoeligheid instelling, tussen ca. ca.16 mA and 26 mA. D4 beschermt tegen batterij-om-poling. De audio trappen worden direct uit de batterij gevoed. De kritische schakelingen zoals oscillators, middenfrequent trappen, productdetector, BFO, afstemming en gevoeligheid regeling, worden uit een gestabiliseerde +5V gevoed. De "On" LED dooft zodra de batterij spanning te laag wordt voor de 5V stabilisator en de stabilisatie in gevaar komt. Door een doordacht print ontwerp en ruime filtering zijn alle trappen stabiel en hebben geen last van ongewenste signalen. 

        HF.
Voor de beste peil eigenschappen zijn de ferriet antenne, en de erop volgende buffertrap en mixertrap geheel gebalanceerd uitgevoerd. De gebalanceerde buffertrap (Fet102/103) heeft een zeer hoge ingang weerstand, dempt de antenne niet, en past de hoog ohmige gebalanceerde antenne spoel nagenoeg verliesvrij op de middel ohmige gebalanceerde mixer IC1 aan. Dit resulteert in een maximaal hoge Q van L101, goede gevoeligheid en  veraf selectiviteit. Spiegel ontvangst (van sterke KG omroep etc.) is onwaarschijnlijk door de hoge antenne Q, de hoge midden frequentie (10,7MHz) en goede veraf selectiviteit. Op de low noise double balanced mixer in IC1 wordt geen gevoeligheid regeling toegepast, om de goede eigenschappen ervan te handhaven, en "meetrekken" van de oscillator te voorkomen. Deze kan 30mV (S9+55dB) HF spanning verdragen. In het local oscillator circuit in IC1 vereenvoudigt een standaard 7mm Neosid spoel L2 de constructie. Zorgvuldig dimensioneren van de afstem componenten had een zo constant mogelijke gevoeligheid over het afgestemde band segment tot doel.

        MF.
Omdat 3 jaar na eerste in bedrijf stelling de destijds gebruikte MF spoelen niet meer leverbaar bleken, worden nu Neosid 5170 spoelen gebruikt. Deze hebben andere aansluitingen, en moeten daarom een eenvoudige aanpassing ondergaan. Zie "Assemblage". Bovendien is hun Q aanmerkelijk hoger, met als gevolg een grotere versterking factor van de MF versterker. 

20171129 : Met R25 = 100 Ohm voor maximaal mogelijke "Gain", kon de versterking van audio filter IC2 nu met ca. 15dB verminderd worden (R15,18 = 22k, en C34,35 = 47 nF).
Tevens is "min. Gain" nu dmv. R24= 22k zodanig ingesteld, dat het totale regelbereik van R21 optimaal benut wordt

Goede MF selectiviteit (beter dan -80dB @ +- 50kHz) werd verkregen door een goedkoop kristal filter F1+F2. In de praktijk is een frequentie verschil van 25 kHz tussen vossen bruikbaar om in de buurt van een sterke vos, een zwakke vos te kunnen peilen. Opm: het printspoor tussen F1 en F2 is breed gemaakt, om zo een kleine koppelcondensator te vormen, die de doorlaat kromme van het kristalfilter verbeterd. Fet1 and 4 zijn moderne, speciaal voor gevoeligheid regeling ontworpen dual gate SMD MOSfets BF998. Dempende ferriet kralen in de g2 leidingen bedwingen hier eventuele VHF oscilleer neigingen. Ook hier vereenvoudigen standaard bewikkelde 7mm Neosid MF spoelen L3 en L6 de constructie.

Een bijzonderheid is, dat door het zweving signaal van BFO T1 de product detector FET5 zeer gevoelig wordt. Mede door de hierop volgende ruime laagfrequent versterking door IC2 (meer dan 60dB), kan volstaan worden met slechts twee middenfrequent trappen. Hierdoor worden instabiliteit problemen (oscilleren) voorkomen. Alle versterking vindt dus na de mixing en MF filtering door het kristalfilter plaats. Gunstig voor goed groot signaal gedrag.

De variabele versterking regelspanning op gates2 van FET1 en FET4 resulteert in een zeer effectieve en soepele gevoeligheid regeling. Over D1 ontstaat het positieve deel van de deze regelspanning, gestabiliseerd door de 5V voeding. Doordat de totale batterijstroom door D2 loopt, ontstaat daar het negatieve deel van de gevoeligheid regelspanning.

Voor maximale effectiviteit zijn ontkoppel condensatoren en smoorspoelen uitgekozen, waarvan de Serie Resonantie Frequentie (SRF) iets boven de te filteren frequenties liggen, zodat hun impedantie optimaal blijven. Bij IC1 zijn, in verband met de oscillator stabiliteit, ook voor de ontkoppeling, folie condensatoren met een geringe temperatuur coŽfficiŽnt gebruikt: C3 ontkoppelt voor 3,5 MHz, en C46 voor 10,7 MHz en 14 MHz. Na korte tijd is de oscillator stabiliteit goed. Eventueel kunnen alle oscillator componenten (behalve trimmer C110) met bijenwas overgoten worden (te bestellen op imkershop.nl). Dit verbetert de oscillator stabiliteit bij sterk variŽrende omgeving temperatuur. 

      Detector.
De detector FET5 is van het "Infinite Impedance" type. Zijn eenvoud, hoge ingang impedantie en gering stroom verbruik zijn gezochte eigenschappen. Het werkpunt (klasse B) is eenvoudig ingesteld door toepassen van een FET met lage Idss en een hoog ohmige source weerstand R22. De waardes van HF filter L11, C30, C31 en R22 zijn hierop aangepast. Het via C207 door T1 geleverde BFO signaal is hier onmisbaar, omdat deze detector schakeling hiermee zeer gevoelig en vervorming-vrij wordt. C207 bepaalt de optimale BFO signaal sterkte.

Om CW en SSB signalen hoorbaar te maken oscilleetr BFO T1 op 10.700MHz. De print is dubbelzijdig, en oscillator T1 trekt weinig stroom, zodat weinig kans op ongewenste koppeling met andere circuits bestaat.

TIP : als alleen AM gemoduleerde signalen gedetecteerd moeten worden, moet voor BFO kristal Xt een 10,670 MHz kristal besteld worden. Deze frequentie valt buiten de totale doorlaat band van het kristal filter en het audio filter, waardoor geen zweving toon meer hoorbaar wordt, maar detector FET5 wel van de benodigde "bias" wordt voorzien.

      Audio.
Omdat FET5 (door de bias van de BFO) ook zeer kleine signalen vervorming-vrij detecteert, kan een groot deel van de totale versterking in de laag frequent versterker geschieden. IC2 versterkt het audio +60dB (!),  beperkt de bandbreedte tot 150Hz en 2.0kHz om de signaal-ruis verhouding te optimaliseren, en begrenst de uitgang spanning tot 3Vtt.

      Gehoor bescherming.
Al luisterend naar een zwak signaal, zal een plotseling inschakelend hard signaal (maar zelfs het aan/uit schakelen van de ontvanger -PLOP- ) onverwacht de maximale geluid sterkte produceren. Het kan  uw gehoor beschadigen als u geen beperkende maatregelen neemt.

WAARSCHUWING: langdurig luisteren naar geluiden met een luidheid van meer dan 80dBspl, of een korte luide knal, kan onomkeerbare gehoorschade veroorzaken. Veel geluid technici zijn hierdoor doof, en tracteren u tijdens voorstellingen DUS op veel te hard geluid.

Zonder R20 zou het maximale vermogen dat aan een 32 Ohm hoofdtelefoon kapsel wordt geleverd, 30mW (!) kunnen bedragen. Mogelijk resulterende in een doof makend geluidsniveau van 110dBspl (alsof u bij een startend straalvliegtuig staat).

Na het voltooien en de inbouw van de ontvanger kan de maximale geluid sterkte eenvoudig verminderd worden. Neem dan vanaf de twee telefoon aansluitingen op de print, naar de bijbehorende externe telefoon bus aansluitingen, ieder een  serie weerstand met gelijke waarde op. Bij voorbeeld ieder 47 tot 470 Ohm, afhankelijk van de gevoeligheid van de gebruikte hoofd telefoon. Deze weerstanden verbeteren ook de onderdrukking van op de hoofdtelefoon kabel geÔnduceerde HF stromen en voorkomen mede beÔnvloeding van het peil gedrag.